JPH0353384A - Feature extracting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make a device simple and low-cost by automatically extracting features of position coordinates of feature points, pattern directions, the number of rising lines existing between nearby feature points, classifications of feature points, etc., on the fingerprint picture obtained from a fingerprint picture input part on an input fingerprint picture to generate a feature file. CONSTITUTION:Features of fingerprint can be expressed with position coordinates (Xi, Yi) of minutiae Mi such as an end point 201 and a branch point 202, pattern directions Di 204, relations (r1 to r4) 203 to nearby minutiae, and classifications qi of minutiae. Plural minutiae M1 existing in one finger are expressed with a series of these data as the unit in a list. The ID code inputted from an input part 111 is assigned to the generated feature file 113 and this file is stored in a file 113. thus, a simple and low-cost feature extracting device is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は，指紋照合装置に関し，特に，入力指紋と登録
指紋とを指紋紋様特徴によって，その同一性の有無を判
別し，個人識別を行なう指紋照合処理において用いられ
る特徴ファイルを自動作成する特徴抽出装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fingerprint verification device, and in particular, the present invention relates to a fingerprint verification device, and in particular, a device for identifying an individual by determining whether or not an input fingerprint and a registered fingerprint are identical based on their fingerprint pattern characteristics. The present invention relates to a feature extraction device that automatically creates feature files used in fingerprint verification processing.

［従来の技術］ 指紋を用いて個人を識別するシステムは，指紋の「万人
不同」および「終生不変」の特質から，極めて高い信頼
性を有する。バタン認識技術を用いて採取指紋と予め登
録されている登録指紋との同一性の自動照合を行う装置
は，特開昭５５−１３８１７４号および特開昭５９−７
７８号公報をはじめとし，多くの提案がなされている。[Prior Art] Systems that identify individuals using fingerprints have extremely high reliability due to the characteristics of fingerprints that are "unique for everyone" and "unchangeable throughout life." Devices that automatically check the identity of collected fingerprints and pre-registered registered fingerprints using the button recognition technology are disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 55-138174 and Japanese Patent Application Laid-open No. 59-7.
Many proposals have been made, including Publication No. 78.

一方，近年の情報化社会の進展と共にコンピュータ端末
やデータベースのアクセス、機密地域への人出門管理等
のために個人識別の重要性が増大しつつある。これらの
多くは，暗証番号やＩＤカードなどにより行なわれてい
るが．盗難，紛失等により容易にその効力を失うもので
あり，信頼性に欠ける。このような背景のなかで，指紋
照合技術を用いた個人識別装置の実現が待ち望まれてい
た。On the other hand, with the recent development of the information society, the importance of personal identification is increasing for purposes such as access to computer terminals and databases, and control of people entering sensitive areas. Most of these are done using a PIN number or ID card. It easily loses its effectiveness due to theft, loss, etc., and lacks reliability. Against this background, the realization of a personal identification device using fingerprint matching technology has been eagerly awaited.

［発明が解決しようとする課題］ しかし．採取指紋と登録指紋との照合に用いるために特
徴を抽出して特徴ファイルを作戊する特徴抽出装置は，
大規模かつ高価格なものであった。[Problem to be solved by the invention] However. A feature extraction device that extracts features and creates a feature file for use in matching collected fingerprints with registered fingerprints is
It was large-scale and expensive.

本発明の課題は，簡便で低価格な特徴抽出装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a simple and low-cost feature extraction device.

［課題を解決するための千段〕 本発明は，入力された指紋画像とあらかじめ登録されて
いる指紋画像とが同一指紋であるか否かを判定する際に
使用する指紋紋様特徴を，登録指紋から自動抽出後，登
録し，照合時に用いる特徴ファイルを作成する特徴抽出
装置において，透明体上に載置された指の指紋画像を採
取し，光電変換して光電変換信号を得る指紋画像入力部
と，前記先電変換信号を２次元量子化画像データに変換
するＡ／Ｄ変換部と，前記採取した指紋画像中の所定位
置の画素の濃淡変化により指の載置の検出を行ない，検
出後，入力指紋画像を受け入れる画像入力制御部と，該
画像入力制御部の制御にもとづいて前記２次元量子化画
像データを記憶する画像記憶部と，前記画像記憶部内に
記憶された２次元息子化画像データを出力する画像出力
部と，中央処理部，プログラムメモリ，作業メモリ，画
像処理プロセッサおよび外部インターフェースを含み，
登録指紋に含まれる特徴点の位置座標，紋様方向，近傍
特徴点間に存在する隆線数や特徴点の種別等の特徴を自
動抽出する特徴抽出部と．抽出された特徴を格納するフ
ァイルと，特徴抽出過程および結果を出力する出力部と
からなり，前記指紋画像入力部より採取された指紋画像
上の特徴点の位置座標，紋様方向，近傍特徴点間に存在
する隆線数や特徴点の種別等の特徴を入力画像上で自動
的に抽出し，特徴ファイル作成を実行することを特徴と
している。[A Thousand Steps to Solve the Problems] The present invention uses fingerprint pattern features that are used to determine whether an input fingerprint image and a pre-registered fingerprint image are the same fingerprint as a registered fingerprint. In the feature extraction device that automatically extracts the image from the image, registers it, and creates a feature file used for verification, the fingerprint image input unit collects the fingerprint image of a finger placed on a transparent object and converts it photoelectrically to obtain a photoelectric conversion signal. , an A/D converter that converts the prior electric conversion signal into two-dimensional quantized image data, and detects placement of a finger based on changes in density of pixels at a predetermined position in the collected fingerprint image, and after detection, , an image input control unit that receives an input fingerprint image; an image storage unit that stores the two-dimensional quantized image data based on the control of the image input control unit; and a two-dimensional sonified image stored in the image storage unit. It includes an image output section that outputs data, a central processing section, a program memory, a working memory, an image processing processor, and an external interface.
A feature extraction unit that automatically extracts features such as the positional coordinates of the minutiae included in the registered fingerprint, the direction of the pattern, the number of ridges between neighboring minutiae points, and the type of minutiae points. It consists of a file that stores the extracted features, and an output section that outputs the feature extraction process and the results. It is characterized by automatically extracting features such as the number of ridges and types of feature points present on the input image and creating a feature file.

［実施例］ 第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例は，透明体上に載置された指の濃談指紋画像を
光学的に採取し光電変換して充電変換信号を得る指紋画
像入力部１００と，光電変換信号を２次元量子化画像デ
ータに変換するＡ／Ｄ変換部１０１と，採取画像中の所
定位置の画素の濃淡変化を調べることにより透明体上に
指が載置されたかどうかを検出し，画像採取のタイミン
グ制御を行なう画像入力制御部１０２と，採取された指
紋画像の２次元量子化画像データを記憶する画像記憶部
１０Ｂと，２次元量子化画像データを表示する画像出力
部１１２と，特徴抽出部１０９と，抽出された特徴を格
納するファイル１１３と，特徴ファイル作或時の情報を
入力するための入力部１１１と，特徴抽出過程および結
果を出力する出力部１１０とから成っている。This embodiment includes a fingerprint image input unit 100 that optically collects a dense fingerprint image of a finger placed on a transparent body and photoelectrically converts it to obtain a charge conversion signal, and a two-dimensional quantized image of the photoelectric conversion signal. An A/D conversion unit 101 that converts data into data, and an image that detects whether a finger is placed on a transparent object by checking the density change of pixels at a predetermined position in the collected image and controls the timing of image collection. An input control section 102, an image storage section 10B that stores two-dimensional quantized image data of the collected fingerprint image, an image output section 112 that displays the two-dimensional quantized image data, a feature extraction section 109, and an extracted fingerprint image. It consists of a file 113 for storing the extracted features, an input section 111 for inputting information when creating the feature file, and an output section 110 for outputting the feature extraction process and results.

特徴抽出部１０９は，入力部１１１からの種々の情報を
受け取る外部インターフェース１０４と，プログラムを
格納するプログラムメモリ１０６と，プログラムにより
制御される中央処理部１０５と，特徴ファイル作成時に
処理データを一時記憶する作業メモリ１０７および特徴
ファイル作成過程中の画像処理を高速に実行する画像プ
ロセッサ１０８とで構成されている。作成された特徴フ
ァイルは入力部１１１より入力されたＩＤコードを割り
当てられ．ファイル１１３に格納される。The feature extraction unit 109 includes an external interface 104 that receives various information from the input unit 111, a program memory 106 that stores programs, a central processing unit 105 that is controlled by the program, and temporarily stores processing data when creating a feature file. The image processor 108 includes a working memory 107 that performs processing, and an image processor 108 that performs image processing at high speed during the feature file creation process. The created feature file is assigned an ID code input from the input unit 111. It is stored in file 113.

指紋画像入力部１００は，透明体上に載置された指に対
して，光源からの光により生じる光学的境界条件を利用
して，　　Ｉ　Ｔ　Ｖ　（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅ
ｌｅｖｉｓｉｏｎ）等の撮像装置により，指紋紋様パタ
ーンの光電変換画像を得る装置である。このような指紋
画像入力部は，例えば，特開昭５４−６９３００号公報
に記載されている。The fingerprint image input unit 100 uses an optical boundary condition caused by light from a light source to perform an ITV (Industrial Te...
This is a device that obtains a photoelectric conversion image of a fingerprint pattern using an imaging device such as a LEVISION. Such a fingerprint image input unit is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-69300.

画像入力制御部１０２は，指紋画像入力部１００におけ
るＩＴＶより繰り返し取り込まれる指紋画像中の所定位
置の画素の濃淡値の時間変化を調べ，画素の濃浅値が予
め定められた閾値以上となるまで取込みを繰返し，閾値
を越えた時，指紋画像を自動採取する。このような画像
入力制御部は，例えば，特開昭６１−２５５４８０号お
よび特開昭６１−２５５４８ｌ号公報に記載されている
。The image input control unit 102 examines temporal changes in the gray scale values of pixels at predetermined positions in the fingerprint image repeatedly captured from the ITV in the fingerprint image input unit 100 until the gray scale values of the pixels exceed a predetermined threshold value. Fingerprint images are automatically collected when a threshold value is exceeded by repeating the capture process. Such an image input control section is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-255480 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-25548l.

このようにして得られた多値の２次元量子化画像データ
は画像記憶部１０３に記憶される。The multivalued two-dimensional quantized image data thus obtained is stored in the image storage unit 103.

第２図は，本実施例における特徴点（以下，マニューシ
ャと呼ぶ）を含む指紋紋様パターン，第３図は，端点，
分岐点の方向，第４図は各マニューシャに関する特徴リ
ストの概略構成をそれぞれ示す。FIG. 2 shows a fingerprint pattern including minutiae (hereinafter referred to as minutiae) in this example, and FIG. 3 shows end points,
In the direction of the branching point, FIG. 4 shows a schematic structure of the feature list for each minutiae.

第２図〜第４図において，指紋の特徴は，端点２０１や
分岐点２０２のマニューシャＭｌの位置座標（Ｘ，Ｙ）
，紋様方向Ｄ，２０４，近傍１ｉ マニューシャとのりレーション（　ｒ　　，　　ｒ　２
　，　　ｒｌ ３，ｒ４）２０３およびマニューシャの種別ＱＩで第４
図の如く表わされ得る。これら一連のデータを単位とし
て，一本の指向に複数個存在するマニューシャＭｉをリ
スト状にして表現する。これらの詳細な定義および検出
法は，特開昭５５−１３８１７４号公報に記述されてい
る。In Figures 2 to 4, the fingerprint characteristics are the position coordinates (X, Y) of the minutiae Ml at the end point 201 and branch point 202.
, pattern direction D, 204, neighborhood 1i minutiae and glue ration ( r , r 2
, rl 3, r4) 203 and the fourth in minutiae type QI.
It can be represented as shown in the figure. Using these series of data as a unit, a plurality of minutiae Mi existing in one orientation are expressed in a list form. Detailed definitions and detection methods of these are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 138174/1983.

第５図は本発明による特徴抽出装置における処理の概略
フローを示す。FIG. 5 shows a schematic flow of processing in the feature extraction device according to the present invention.

第５図におけるステップ１では指紋画像の自動採取を行
なう。この自動採取のタイミングは，前述の如く，指紋
画像入力部１００におけるＩＴＶより繰り返し取込まれ
る画像中の画素の濃淡変化を検出することにより決定さ
れる。このようにして得られた２次元量子化画像データ
は，画像記憶部１０３に記憶される。画像記憶部１０３
に記憶された指紋画像は画像出力部１１２にて表示され
る。In step 1 in FIG. 5, a fingerprint image is automatically collected. As described above, the timing of this automatic sampling is determined by detecting changes in the density of pixels in images repeatedly captured from the ITV in the fingerprint image input unit 100. The two-dimensional quantized image data obtained in this way is stored in the image storage unit 103. Image storage unit 103
The fingerprint image stored in is displayed on the image output unit 112.

ステップ２では，特徴抽出部１０９において，前記した
特開昭５５−１３８１７４号公報に基づいた特徴抽出処
理を行なう。なお，ここで行なう平滑化，強調処理等の
画像処理には，これらを高速に実行するために画像処理
プロセッサ１０８が用いられる。この種の画像処理プロ
セッサとしては，例えば口本電気（株）製μＰＤ７２８
１があげられる。In step 2, the feature extraction section 109 performs feature extraction processing based on the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open Publication No. 55-138174. Note that the image processing processor 108 is used for the image processing such as smoothing and emphasis processing performed here in order to execute these processes at high speed. An example of this type of image processing processor is the μPD728 manufactured by Kuchimoto Electric Co., Ltd.
1 is given.

ステップ３では，ステップ２において作或された特徴リ
ストに入力部１１１より入力したＩＤコードを割り当て
，ファイル１１３に格納することにより特徴ファイル作
成を終了する。In step 3, the ID code input from the input unit 111 is assigned to the feature list created in step 2, and the ID code is stored in the file 113, thereby completing the creation of the feature file.

なお，本実施例においては，画像記憶部１０３に記憶さ
れる画像は多値としたが，公知の方法により二値化を施
された二値画像を記憶し，その画像を処理するようにし
ても，処理の本質は変わらない。Note that in this embodiment, the image stored in the image storage unit 103 is a multivalued image, but a binary image that has been binarized by a known method is stored and that image is processed. However, the essence of the processing remains the same.

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は，自動採取された生体指か
らの指紋画像上のマニューシャの位置座標，紋様方向，
リレーションおよびマニューシャの種別を自動検出し，
マニューシャリストへ格納する特徴抽出処理をパーソナ
ルコンピュータシステムで実現することにより，簡便で
低価格な特徴抽出装置を提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has the following advantages:
Automatically detects relationship and minutiae types,
By implementing the feature extraction process stored in the manualist on a personal computer system, a simple and low-cost feature extraction device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図，第２図は
第１図の実施例におけるマニューシャを説明するための
概略図，第３図は第１図の実施例における端点，分岐点
の方向について説明するための概略図，第４図は第１図
の実施例におけるマニューシャリストの一構成例を示す
図，第５図は第１図の実施例における処理の概略フロー
図である。 １００・・・指紋画像入力部，１０１・・・Ａ／Ｄ変換
部３−１　０　２・・・画像入力制御部，１０３・・・
画像記憶部，１０４・・・外部インターフェース，１０
５・・・中央処理部，１０６・・・プログラムメモリ，
１０７・・・作業メモリ，１０８・・・画像処理プロセ
ッサ，１０９・・・特徴抽出部。 第２図 ｎ （幻 第３図 （ｂ） 第 ５図Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the minutiae in the embodiment of Fig. 1, and Fig. 3 is an end point and branch point in the embodiment of Fig. 1. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a manualist in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 5 is a schematic flow diagram of processing in the embodiment of FIG. 1. 100... Fingerprint image input section, 101... A/D conversion section 3-1 0 2... Image input control section, 103...
Image storage unit, 104...external interface, 10
5...Central processing unit, 106...Program memory,
107... working memory, 108... image processing processor, 109... feature extraction unit. Figure 2n (Phantom Figure 3(b) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）入力された指紋画像とあらかじめ登録されている指
紋画像とが同一指紋であるか否かを判定する際に使用す
る指紋紋様特徴を、登録指紋から自動抽出後、登録し、
照合時に用いる特徴ファイルを作成する特徴抽出装置に
おいて； 透明体上に載置された指の指紋画像を光学的に採取し、
光電変換して光電変換信号を得る指紋画像入力部と； 前記光電変換信号を２次元量子化データに変換するＡ／
Ｄ変換部と； 前記採取した指紋画像中の所定位置の画素の濃淡変化を
検出して指の載置の検出を行ない、検出後、指紋画像を
取り入れる画像入力制御部と；該画像入力制御部の制御
にもとづいて前記２次元量子化画像データを記憶する画
像記憶部と；前記画像記憶部内に記憶された２次元量子
化画像データを出力する画像出力部と； 中央処理部、プログラムメモリ、作業メモリ、画像処理
プロセッサおよび外部インターフェースを含み、登録指
紋に含まれる特徴点の位置座標、紋様方向、近傍特徴点
間に存在する隆線数や特徴点の種別等の特徴を自動抽出
する特徴抽出部と；抽出された特徴を格納するファイル
と； 特徴抽出過程および結果を出力する出力部とからなり； 前記指紋画像入力部より得られた指紋画像上の特徴点間
の位置座標、紋様方向、近傍特徴点間に存在する隆線数
や特徴点の種別等の特徴を入力指紋画像上で自動的に抽
出し、特徴ファイル作成を実行することを特徴とする特
徴抽出装置。[Claims] 1) Fingerprint pattern features used to determine whether an input fingerprint image and a pre-registered fingerprint image are the same fingerprint are automatically extracted from the registered fingerprint and then registered. death,
In a feature extraction device that creates a feature file used for verification; optically collects a fingerprint image of a finger placed on a transparent object;
a fingerprint image input unit that performs photoelectric conversion to obtain a photoelectric conversion signal; and an A/A that converts the photoelectric conversion signal into two-dimensional quantized data.
a D conversion unit; an image input control unit that detects the placement of a finger by detecting a change in density of a pixel at a predetermined position in the collected fingerprint image; and after the detection, inputs the fingerprint image; the image input control unit an image storage unit that stores the two-dimensional quantized image data based on the control of the image storage unit; an image output unit that outputs the two-dimensional quantized image data stored in the image storage unit; a central processing unit, a program memory, and an operation unit; A feature extraction unit that includes memory, an image processing processor, and an external interface, and automatically extracts features such as the positional coordinates of the minutiae included in the registered fingerprint, pattern direction, the number of ridges existing between neighboring minutiae points, and the type of minutiae points. ; a file that stores the extracted features; and an output unit that outputs the feature extraction process and the results; positional coordinates, pattern direction, and neighborhood between the feature points on the fingerprint image obtained from the fingerprint image input unit. A feature extraction device characterized by automatically extracting features such as the number of ridges existing between feature points and the type of feature points on an input fingerprint image and creating a feature file.